JP2011020867A - Method for selecting fly ash and method for producing cement using the same - Google Patents

Method for selecting fly ash and method for producing cement using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for selecting a fly ash wherein a fly ash which is suitable for producing cement having stably good strength development is selected as a cement admixture. <P>SOLUTION: The method for selecting a fly ash is characterized by selecting from one or more kinds of fly ashes containing α-quartz, a fly ash having a BET specific surface area of 5.0 m<SP>2</SP>/g or less and a lattice constant b of the α-quartz obtained by Rietveld analysis of 0.4935 nm or less as a cement admixture. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、火力発電所等で発生したフライアッシュをセメントの混合材として活用するにあたり、セメントの強度発現性を向上することが可能なフライアッシュを選定する選定方法、及び選定されたフライアッシュを混合したセメントの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a selection method for selecting fly ash capable of improving the strength development of cement and the selected fly ash in utilizing fly ash generated in a thermal power plant or the like as a cement mixture. The present invention relates to a method for producing a mixed cement.

フライアッシュ(石炭灰)は、石炭を燃料とする火力発電所においてボイラーの燃焼ガス中の微粉炭灰分を電気集塵機等によって回収して得られるものである。このフライアッシュは、通常、球状粒子であるため、流動性の改善等を目的として、セメントの混合材やコンクリート骨材として利用されている。フライアッシュを添加して得られるコンクリートは、長期強度、水密性、及び化学抵抗性に優れるとともに、硬化時の水和熱や乾燥収縮を小さく抑制することができるため、物性の向上と廃棄物の有効利用の観点から、近年、多量に用いられるようになってきた。   Fly ash (coal ash) is obtained by collecting fine coal ash in the combustion gas of a boiler with an electric dust collector or the like in a thermal power plant using coal as fuel. Since this fly ash is usually spherical particles, it is used as a cement mixture or a concrete aggregate for the purpose of improving fluidity. The concrete obtained by adding fly ash is excellent in long-term strength, water tightness, and chemical resistance, and can suppress the heat of hydration and drying shrinkage at the time of curing. In recent years, it has come to be used in large quantities from the viewpoint of effective use.

一方、フライアッシュをコンクリートに多量に添加すると、凝結遅延、初期強度の低下、及び低温環境下における強度発現の遅れ等々の問題が生じやすくなる。このため、自ずとフライアッシュの添加量には上限が存在する。例えば、JIS規格に規定されているフライアッシュセメントは、セメントに対するフライアッシュの置換割合を最大で3割に制限しており、フライアッシュの使用量をさらに増やすことは困難な状況にある。   On the other hand, when a large amount of fly ash is added to concrete, problems such as setting delay, a decrease in initial strength, and a delay in strength development in a low temperature environment are likely to occur. For this reason, there is an upper limit to the amount of fly ash added. For example, fly ash cements defined in JIS standards limit the replacement rate of fly ash to cement to 30% at maximum, and it is difficult to further increase the amount of fly ash used.

また、フライアッシュの利用を妨げる原因として、フライアッシュの品質の変動が挙げられる。すなわち、近年、火力発電所において発電コスト低減のために低価格つまり低品位・多品種の石炭が利用されるようになっていることに加え、その燃焼条件が同一でないことから、得られるフライアッシュの化学成分・鉱物構成・粒度構成などの変動が大きくなっており、これらがフライアッシュの品質変動の要因となっている。このような品質変動によって、フライアッシュを配合したセメントの流動性や強度発現性が損なわれてしまう場合がある。   Moreover, the fluctuation | variation of the quality of fly ash is mentioned as a cause which prevents utilization of fly ash. In other words, in recent years, low-cost, that is, low-grade, multi-variety types of coal have been used to reduce power generation costs at thermal power plants, and the combustion conditions are not the same. Variations in the chemical composition, mineral composition, particle size composition, etc. of the ash are increasing, and these are the causes of fly ash quality fluctuations. Such quality fluctuations may impair the fluidity and strength development of cement containing fly ash.

コンクリートの流動性や強度発現性を改善する方法としては、フライアッシュのスラリー液のpHに基づいて、フライアッシュの配合量を適正化することが提案されている。たとえば、特許文献1には、石炭灰(フライアッシュ)を混合するモルタル組成物又はコンクリート組成物において、石炭灰を20%含有するスラリー液のpHが11.0以上の場合には、セメント/石炭灰比(重量比)を0.5以上にすることが提案されている。   As a method for improving the fluidity and strength development of concrete, it has been proposed to optimize the amount of fly ash based on the pH of the fly ash slurry. For example, in Patent Document 1, in a mortar composition or a concrete composition mixed with coal ash (fly ash), when the pH of the slurry liquid containing 20% coal ash is 11.0 or more, cement / coal It has been proposed that the ash ratio (weight ratio) be 0.5 or more.

特開平9−156971号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-156971

しかしながら、従来のセメントの製造方法では、フライアッシュを配合した場合にフライアッシュの品質変動によりセメントの性状変動が大きく、安定して優れた流動性や強度発現性を有するセメントを製造することが困難であった。このため、フライアッシュの混合量を増やした場合であっても、安定して優れた流動性や強度発現性を有するセメントを製造することが可能な手法を確立することが求められている。   However, with conventional cement manufacturing methods, when fly ash is blended, the quality of the cement varies greatly due to variations in the quality of fly ash, making it difficult to stably produce cement having excellent fluidity and strength. Met. For this reason, even if it is a case where the amount of mixing of fly ash is increased, it is calculated | required to establish the technique which can manufacture the cement which has the stably outstanding fluidity | liquidity and strength expression.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、安定的に良好な強度発現性を有するセメントの製造に適したフライアッシュをセメント混合材として選定するフライアッシュの選定方法を提供することを目的とする。また、フライアッシュの品質変動の影響を低減することによって、フライアッシュを混合材として用いた場合に、安定的に良好な強度発現性を有するセメントやモルタル及びコンクリートを製造することが可能なセメントの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a fly ash selection method for selecting, as a cement mixture, fly ash suitable for the production of cement having stable and good strength development. Objective. In addition, by reducing the effect of fly ash quality fluctuation, when fly ash is used as a mixed material, cement, mortar, and cement that can stably produce good strength can be manufactured. An object is to provide a manufacturing method.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、強度発現性の指標として、フライアッシュのBET比表面積及びフライアッシュに含まれるα−石英の格子定数bが有効であることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the BET specific surface area of fly ash and the lattice constant b of α-quartz contained in fly ash are effective as indicators of strength development. The present invention has been completed.

即ち、本発明は、α−石英を含有する1種以上のフライアッシュから、セメント混合材として、BET比表面積が5.0m/g以下であり、且つリートベルト解析法で求められる前記α−石英の格子定数bが0.4935nm以下である、フライアッシュを選定することを特徴とするフライアッシュの選定方法を提供する。 That is, the present invention provides the above α-, which is obtained from one or more types of fly ash containing α-quartz and has a BET specific surface area of 5.0 m 2 / g or less as a cement mixture and is obtained by a Rietveld analysis method. A fly ash selection method is provided, wherein a fly ash having a lattice constant b of quartz of 0.4935 nm or less is selected.

本発明では、BET比表面積が5.0m/g以下、且つα−石英の格子定数bが0.4935nm以下であるフライアッシュを選定することによって、安定的に良好な強度発現性を有するセメントを製造することができる。これらの特性は容易に測定することが可能であることから、本発明のフライアッシュの選定方法は、簡便且つ迅速に実施することが可能であり、量産プロセスにおいて特に有用である。 In the present invention, by selecting fly ash having a BET specific surface area of 5.0 m 2 / g or less and an α-quartz lattice constant b of 0.4935 nm or less, a cement having a stable and good strength development property is selected. Can be manufactured. Since these characteristics can be easily measured, the fly ash selection method of the present invention can be carried out simply and quickly, and is particularly useful in a mass production process.

また、本発明のフライアッシュの選定方法では、強熱減量が3.00質量%以下であるフライアッシュを選定することが好ましい。かかる特性を有するフライアッシュを選定することによって、一層良好な強度発現性を有するとともに、良好な流動性を有するセメントを製造することができる。   In the fly ash selection method of the present invention, it is preferable to select a fly ash having a loss on ignition of 3.00% by mass or less. By selecting fly ash having such characteristics, it is possible to produce a cement having better strength development and good fluidity.

本発明は、別の側面において、ポルトランドセメントとフライアッシュとを混合してセメントを製造するセメントの製造方法であって、α−石英を含有する1種以上のフライアッシュから、BET比表面積が5.0m/g以下であり、且つリートベルト解析法で求められる上記α−石英の格子定数bが0.4935nm以下であるフライアッシュを選定する選定工程と、上記ポルトランドセメントと上記選定工程で選定したフライアッシュとを混合する混合工程と、を有することを特徴とするセメントの製造方法を提供する。 In another aspect, the present invention provides a cement production method for producing cement by mixing Portland cement and fly ash, wherein the BET specific surface area is 5 from one or more fly ash containing α-quartz. .0m and 2 / g or less, and lied a selection step of the lattice constant b of the α- quartz sought belt analysis is to select a fly ash or less 0.4935Nm, selected by the Portland cement and the selection process And a mixing step of mixing with the fly ash. A method for producing cement is provided.

本発明の製造方法は、BET比表面積が5.0m/g以下、且つα−石英の格子定数bが0.4935nm以下であるフライアッシュを選定する選定工程を有しているため、簡便、迅速且つ安定的に、良好な強度発現性を有するセメントを製造することができる。 The production method of the present invention has a selection step of selecting fly ash having a BET specific surface area of 5.0 m 2 / g or less and an α-quartz lattice constant b of 0.4935 nm or less. Cement having good strength development can be produced quickly and stably.

上記混合工程では、上記ポルトランドセメント100質量部に対し、上記選定工程で選定された上記フライアッシュを10〜100質量部混合することが好ましい。これによって、フライアッシュの有効利用が促進されるとともに、一層良好な強度発現性を有するセメントを製造することができる。   In the mixing step, 10 to 100 parts by mass of the fly ash selected in the selection step is preferably mixed with 100 parts by mass of the Portland cement. As a result, effective utilization of fly ash is promoted, and a cement having better strength development can be produced.

本発明のフライアッシュの選定方法によれば、強度発現性の指標として、フライアッシュのBET比表面積と、フライアッシュ中のα−石英の格子定数bを選別基準に用いることにより、発電所等から得られたフライアッシュの中から、セメント混合材として、強度発現性に優れたセメントを製造することが可能なフライアッシュを簡便且つ迅速に選定することができる。したがって、本発明のフライアッシュの選定方法によれば、安定的に良好な強度発現性を有するセメントを製造することをできる。また、当該セメントを用いて、安定的に良好な強度発現性を有するコンクリート組成物やモルタル組成物を製造することができる。   According to the fly ash selection method of the present invention, by using the BET specific surface area of fly ash and the lattice constant b of α-quartz in fly ash as selection criteria as indicators of strength development, from a power plant or the like From the obtained fly ash, a fly ash capable of producing a cement excellent in strength development as a cement mixture can be selected easily and quickly. Therefore, according to the method for selecting fly ash of the present invention, it is possible to stably manufacture a cement having good strength development. Moreover, the concrete composition and the mortar composition which have the favorable favorable strength expression can be manufactured using the said cement.

また、本発明によれば、フライアッシュの品質変動の影響を低減することによって、簡便、迅速且つ安定的に良好な強度発現性を有するセメントを製造することが可能なセメントの製造方法を提供することができる。   In addition, according to the present invention, there is provided a method for producing a cement capable of producing a cement having a good strength development property simply, quickly and stably by reducing the influence of quality fluctuations of fly ash. be able to.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

本実施形態のフライアッシュの選定方法は、1種以上のα−石英を含有するフライアッシュのなかから、BET比表面積が5.0m/g以下であり、且つリートベルト解析法で求められるα−石英の格子定数bが0.4935nm以下であるフライアッシュをセメント混合材として選定する方法である。 The fly ash selection method of the present embodiment has a BET specific surface area of 5.0 m 2 / g or less from fly ash containing one or more kinds of α-quartz and is obtained by a Rietveld analysis method. -Fly ash having a lattice constant b of quartz of 0.4935 nm or less is selected as a cement mixture.

本実施形態のフライアッシュの選定方法によって選定される、セメントとの混合に用いられるフライアッシュのBET比表面積は、好ましくは1.5〜5.0m/g、より好ましくは1.7〜3.5m/g、より好ましくは1.9〜3.2m/g、さらに好ましくは2.4〜3.2m/gである。このBET比表面積の値が1.5m/g未満であると、フライアッシュの反応性が低く良好な強度発現性が損なわれる傾向にあり、5.0m/gを超えると、良好な強度発現性が損なわれる傾向、又は所定の流動性を得るための水量が多くなって、硬化後の収縮量が大きくなる傾向にある。 The BET specific surface area of fly ash used for mixing with cement, selected by the fly ash selection method of the present embodiment, is preferably 1.5 to 5.0 m 2 / g, more preferably 1.7 to 3. 0.5 m 2 / g, more preferably 1.9 to 3.2 m 2 / g, and still more preferably 2.4 to 3.2 m 2 / g. When the value of this BET specific surface area is less than 1.5 m 2 / g, the reactivity of fly ash tends to be low and good strength development tends to be impaired, and when it exceeds 5.0 m 2 / g, good strength is obtained. There is a tendency for the expression to be impaired, or the amount of water for obtaining a predetermined fluidity increases, and the shrinkage after curing tends to increase.

本実施形態におけるフライアッシュのBET比表面積は、市販のガス吸着装置を用いて測定することができる。測定の吸着ガスとして窒素を用い、定容法により測定した吸着等温線に対し、分圧0.05〜0.30の範囲でBET式を適用することによってBET比表面積を求めることができる。なお、測定に先立ち、試料に、窒素雰囲気下で200℃で2時間加熱する前処理を施すことが好ましい。   The BET specific surface area of fly ash in this embodiment can be measured using a commercially available gas adsorption device. The BET specific surface area can be determined by applying the BET formula in the range of partial pressure 0.05 to 0.30 to the adsorption isotherm measured by the constant volume method using nitrogen as the measurement adsorption gas. Prior to the measurement, the sample is preferably pretreated by heating at 200 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere.

本実施形態のフライアッシュの選定方法では、BET比表面積とともに、フライアッシュ中のα−石英の結晶構造における格子定数bを指標として、強度発現性に優れるセメントを得るのに好適なフライアッシュを選定する。すなわち、α−石英の格子定数bが0.4935nm以下、好ましくは0.4934nm以下のものを選定する。これによって、良好な強度発現性を有するセメントを得るために好適なフライアッシュを簡便且つ迅速に選定することができる。なお、α−石英の格子定数bの上限に特に制限はないが、実用上の観点から、好ましくは0.4915nm以上、より好ましくは0.4920nm以上、さらに好ましくは0.4925nm以上である。   In the fly ash selection method of this embodiment, a fly ash suitable for obtaining a cement having excellent strength development is selected using the lattice constant b in the crystal structure of α-quartz in fly ash as an index along with the BET specific surface area. To do. That is, an α-quartz lattice constant b of 0.4935 nm or less, preferably 0.4934 nm or less is selected. Accordingly, a suitable fly ash can be selected easily and quickly in order to obtain a cement having good strength development. In addition, although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of the lattice constant b of (alpha) -quartz, From a practical viewpoint, Preferably it is 0.4915 nm or more, More preferably, it is 0.4920 nm or more, More preferably, it is 0.4925 nm or more.

フライアッシュに含まれるα−石英の格子定数bは、粉末X線回折を利用したリートベルト解析方法により測定する。α−石英の格子定数bは、定量対象をα−石英(Quartz,正方晶)及びムライト(Mullite,斜方晶)とし、残りを非晶質として3相の合計量を100質量%に換算して算出する。なお、パラメータの精密化では、α−石英及びムライトの原子配置は固定し、プロファイル関数、格子定数及び半価幅を可変することでフィッティングさせる必要がある。   The lattice constant b of α-quartz contained in fly ash is measured by a Rietveld analysis method using powder X-ray diffraction. The lattice constant b of α-quartz is obtained by converting the total amount of the three phases to 100% by mass with α-quartz (Quartz) and mullite (Mullite) as the quantification target and the rest as amorphous. To calculate. In order to refine the parameters, it is necessary to fix the atomic arrangement of α-quartz and mullite and to make the fitting by changing the profile function, lattice constant, and half width.

本実施形態の選定方法に用いられるフライアッシュは、石炭炊き火力発電所等から排出されたものに限らず、JIS A 6201:1999「コンクリート用フライアッシュ」に規定されるものであれば特に制限なく用いることができる。例えば、流動床飛灰を含む石炭灰全般を使用することができる。   The fly ash used in the selection method of the present embodiment is not limited to that discharged from a coal-fired thermal power plant or the like, and is not particularly limited as long as it is defined in JIS A 6201: 1999 “Fly Ash for Concrete”. Can be used. For example, all coal ash including fluidized bed fly ash can be used.

フライアッシュのBET比表面積やα−石英の格子定数bは、フライアッシュの生成条件によって変動する。このため、本実施形態のフライアッシュの選定方法では、生成条件の異なるフライアッシュを複数準備して、上述のBET比表面積及び含まれるα−石英の格子定数bが上記数値範囲を満足するフライアッシュを選定することが好ましい。   The BET specific surface area of fly ash and the lattice constant b of α-quartz vary depending on the fly ash generation conditions. Therefore, in the fly ash selection method of the present embodiment, a plurality of fly ash having different generation conditions are prepared, and the fly ash in which the BET specific surface area and the lattice constant b of the included α-quartz satisfy the numerical range described above. Is preferably selected.

また、準備した1種類のフライアッシュを、篩等を用いて平均粒径の異なる2種以上のフライアッシュに選別し、選別したフライアッシュの中から上述のBET比表面積及び含まれるα−石英の格子定数bが上記数値範囲を満足するフライアッシュを選定してもよい。   Further, one type of prepared fly ash is selected into two or more types of fly ash having different average particle diameters using a sieve or the like, and the BET specific surface area and the α-quartz contained therein are selected from the selected fly ash. A fly ash having a lattice constant b satisfying the above numerical range may be selected.

本実施形態のフライアッシュの選定方法では、上述のBET比表面積及びα−石英の格子定数bが上記数値範囲を満足することに加えて、強熱減量が3.00質量%以下であるものを選定することが好ましい。このようにして選定されたフライアッシュをセメントに添加して得られるセメントは、一層安定的に良好な強度発現性と流動性とを有するものとなる。同様の観点から、強熱減量がより好ましくは2.80質量%以下、さらに好ましくは2.60質量%以下であるフライアッシュを選定する。なお、フライアッシュの強熱減量は、上記JIS A 6201:1999「コンクリート用フライアッシュ」に基づいて測定することができる。   In the fly ash selection method of the present embodiment, in addition to the above-mentioned BET specific surface area and α-quartz lattice constant b satisfying the above numerical range, the loss on ignition is 3.00% by mass or less. It is preferable to select. The cement obtained by adding the fly ash selected in this way to the cement has stable and good strength development and fluidity. From the same viewpoint, a fly ash having a loss on ignition of more preferably 2.80% by mass or less, and still more preferably 2.60% by mass or less is selected. The ignition loss of fly ash can be measured based on the above JIS A 6201: 1999 “Fly Ash for Concrete”.

上述の選定方法によって選定されたフライアッシュは、ポルトランドセメントと混合して用いることによって、強度発現性に特に優れたセメントが得られる。この選定方法は、上述の通り、BET比表面積と粉末X線回折結果をリートベルト解析した値によりフライアッシュを選定するものであることから、簡便且つ迅速な方法であり、強度発現性に優れたセメントを容易に製造することができる。   The fly ash selected by the above selection method is used by mixing with Portland cement to obtain a cement that is particularly excellent in strength development. As described above, this selection method is a simple and quick method because the fly ash is selected based on the Rietveld analysis of the BET specific surface area and the powder X-ray diffraction result, and has excellent strength development. Cement can be manufactured easily.

次に、本発明のセメントの製造方法の好適な実施形態について説明する。   Next, a preferred embodiment of the cement production method of the present invention will be described.

本実施形態のセメントの製造方法は、ポルトランドセメントとα−石英を含有するフライアッシュとを混合してセメントを製造するセメントの製造方法であって、BET比表面積が5.0m/g以下であり、且つリートベルト解析法で求められるα−石英の格子定数bが0.4935nm以下であるフライアッシュを選定する選定工程と、ポルトランドセメント100質量部に対し、上記選定工程で選定された上記フライアッシュを10〜100質量部混合する混合工程を有する。 The method for producing a cement according to the present embodiment is a method for producing a cement by mixing Portland cement and fly ash containing α-quartz, and has a BET specific surface area of 5.0 m 2 / g or less. And a selection step of selecting fly ash having a lattice constant b of α-quartz of 0.4935 nm or less determined by the Rietveld analysis method, and the fly selected in the selection step with respect to 100 parts by mass of Portland cement. It has the mixing process which mixes 10-100 mass parts of ash.

選定工程では、上記実施形態に係るフライアッシュの選定方法によって、入手したフライアッシュを選別し、BET比表面積が5.0m/g以下であり、且つリートベルト解析法で求められるα−石英の格子定数bが0.4935nm以下であるフライアッシュを選定する。 In the selection step, the obtained fly ash is selected by the fly ash selection method according to the above embodiment, the BET specific surface area is 5.0 m 2 / g or less, and α-quartz of which is obtained by the Rietveld analysis method A fly ash having a lattice constant b of 0.4935 nm or less is selected.

混合工程では、ポルトランドセメント100質量部に対し、上記選定工程で選定された上記フライアッシュを10〜100質量部混合する。ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。水和熱及び中長期的な強度を高くする観点から中庸熱ポルトランドセメントを用いることが好ましい。   In the mixing step, 10 to 100 parts by mass of the fly ash selected in the selection step is mixed with 100 parts by mass of Portland cement. Examples of Portland cement include various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, medium heat Portland cement, and low heat Portland cement. From the viewpoint of increasing the heat of hydration and the strength over the medium to long term, it is preferable to use medium-heated Portland cement.

上記ポルトランドセメント100質量部に対するフライアッシュの混合量が10質量部未満であると、流動性が低下する傾向、又は水和熱の低減が困難になる傾向があり、混合量が100質量部を超えると、凝結が遅延したり、セメントの硬化初期における強度が低下したりする傾向がある。同様の観点から、ポルトランドセメント100質量部に対するフライアッシュの混合量は、好ましくは20〜70質量部、より好ましくは30〜60質量部、さらに好ましくは40〜50質量部である。なお、ポルトランドセメントとフライアッシュの混合方法は特に制限されず、公知の方法で行うことが可能である。   When the mixing amount of fly ash with respect to 100 parts by mass of the Portland cement is less than 10 parts by mass, the fluidity tends to decrease, or the reduction of heat of hydration tends to be difficult, and the mixing amount exceeds 100 parts by mass. Then, the setting tends to be delayed, and the strength of the cement at the initial stage of hardening tends to decrease. From the same viewpoint, the amount of fly ash mixed with 100 parts by mass of Portland cement is preferably 20 to 70 parts by mass, more preferably 30 to 60 parts by mass, and even more preferably 40 to 50 parts by mass. In addition, the mixing method in particular of Portland cement and fly ash is not restrict | limited, It can carry out by a well-known method.

本実施形態の製造方法によって得られるセメントは、BET比表面積とα−石英の格子定数bに基づいて選定されたフライアッシュを混合して得られるものであることから、強度発現性に優れている。すなわち、当該セメントや、当該セメントを用いて製造されるコンクリート及びモルタルは、硬化初期において高い強度を有している。つまり、上述の製造方法によって得られたセメントに、通常のコンクリート又はモルタルの製造に使用されている砂、砂利、砕石等の骨材を添加すれば、強度発現性に優れるモルタル組成物やコンクリート組成物とすることができる。このように、本実施形態の製造方法は、強度発現性に優れるセメント、コンクリート及びモルタルを容易に製造することが可能であるうえに、セメントに十分な量のフライアッシュを配合することができるため、資源の有効利用の観点からも優れた製造方法であるといえる。   The cement obtained by the production method of the present embodiment is obtained by mixing fly ash selected based on the BET specific surface area and the α-quartz lattice constant b, and thus has excellent strength development. . That is, the cement and concrete and mortar produced using the cement have high strength at the initial stage of curing. In other words, mortar compositions and concrete compositions with excellent strength development can be obtained by adding aggregates such as sand, gravel, and crushed stone used in ordinary concrete or mortar production to the cement obtained by the above-described production method. It can be a thing. As described above, the production method of the present embodiment can easily produce cement, concrete, and mortar having excellent strength development properties, and can add a sufficient amount of fly ash to the cement. It can be said that this is an excellent production method from the viewpoint of effective use of resources.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、本発明のセメントの製造方法では、例えば混合工程において高炉スラグや石灰石微粉末を添加してもよい。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the cement production method of the present invention, for example, blast furnace slag or fine limestone powder may be added in the mixing step.

以下、実施例及び比較例を参照して本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail with reference to an Example and a comparative example, this invention is not limited to an Example.

[原材料の準備]
(セメント)
下記表1に示す化学組成を有する市販の中庸熱ポルトランドセメントを準備した。
[Preparation of raw materials]
(cement)
Commercially available moderately hot Portland cement having the chemical composition shown in Table 1 below was prepared.

Figure 2011020867
Figure 2011020867

(フライアッシュ)
石炭火力発電所で発生した性状がそれぞれ異なる6種類のフライアッシュ1〜6を準備した。フライアッシュ1〜6の組成と強熱減量(ig.loss)をそれぞれ表2に示す。なお、組成は粉末X線回折によって測定された値であり、強熱減量はJIS A 6201:1999「コンクリート用フライアッシュ」に基づいて測定された値である。
(Fly ash)
Six types of fly ash 1 to 6 having different properties generated at a coal-fired power plant were prepared. The compositions of fly ash 1 to 6 and the loss on ignition (ig.loss) are shown in Table 2, respectively. The composition is a value measured by powder X-ray diffraction, and the ignition loss is a value measured based on JIS A 6201: 1999 “Fly Ash for Concrete”.

Figure 2011020867
Figure 2011020867

表2に示すフライアッシュ1〜6のBET比表面積及びα−石英の格子定数b(軸長)は表3に示す通りであった。   The BET specific surface areas of fly ash 1 to 6 shown in Table 2 and the lattice constant b (axis length) of α-quartz were as shown in Table 3.

Figure 2011020867
Figure 2011020867

フライアッシュ1〜6のBET比表面積は、高精度ガス吸着装置(日本ベル株式会社製、商品名:BELSORP−mini)を用い、JIS R 1626「ファインセラミックス粉体の気体吸着BET法による比表面積の測定方法」に準じて測定した。具体的には、吸着ガスとして窒素を用い、定容法により測定した吸着等温線に対し、分圧0.05〜0.30の範囲でBET式を適用することで求めた。なお、試料の前処理は、窒素雰囲気下、200℃で2時間加熱して行った。   The BET specific surface area of fly ash 1-6 was measured using a high-accuracy gas adsorption device (trade name: BELSORP-mini, manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.). Measured according to “Measurement method”. Specifically, nitrogen was used as the adsorption gas, and the BET formula was applied in the range of partial pressure 0.05 to 0.30 with respect to the adsorption isotherm measured by the constant volume method. The sample was pretreated by heating at 200 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere.

フライアッシュ1〜6に含まれるそれぞれのα−石英の格子定数bは、粉末X線回折を利用したリートベルト解析方法を用いて測定した。粉末X線回折の測定には、粉末X線回折装置RINT−2000((株)リガク製)を用いた。当該測定は、Cu線源で管電圧35kV、管電流110mA、測定範囲2θ=10〜60°、ステップ幅0.02°及び固定時間2秒間の条件で行った。発散スリットは1°、受光スリットは0.15mmとした。リートベルト解析には、粉末X線回折パターン総合解析ソフト(Materials Data Inc.製、商品名:JADE6.0)を使用した。なお、α−石英(Quartz)及びムライト(Mullite)の結晶構造データの初期値としては、表4に示す参考文献に記載された値を用いた。   The lattice constant b of each α-quartz contained in fly ash 1-6 was measured using a Rietveld analysis method using powder X-ray diffraction. For measurement of powder X-ray diffraction, a powder X-ray diffraction apparatus RINT-2000 (manufactured by Rigaku Corporation) was used. The measurement was performed using a Cu source with a tube voltage of 35 kV, a tube current of 110 mA, a measurement range of 2θ = 10 to 60 °, a step width of 0.02 °, and a fixed time of 2 seconds. The diverging slit was 1 °, and the light receiving slit was 0.15 mm. For the Rietveld analysis, powder X-ray diffraction pattern comprehensive analysis software (manufactured by Materials Data Inc., trade name: JADE 6.0) was used. In addition, the value described in the reference document shown in Table 4 was used as an initial value of the crystal structure data of α-quartz (Quartz) and mullite (Mullite).

Figure 2011020867
Figure 2011020867

[参考文献1]Kern,A.,Eysel.,W.,Mineralogisch-Petrograph. Inst., Univ. Heidelberg,Germany
[参考文献2]Natl. Bur. Stand. (U.S.)Monogr. 25, v3, p3 (1964)
[Reference 1] Kern, A., Eysel., W., Mineralogisch-Petrograph. Inst., Univ. Heidelberg, Germany
[Reference 2] Natl. Bur. Stand. (US) Monogr. 25, v3, p3 (1964)

[供試セメントの調製]
表1に示す中庸熱ポルトランドセメント100質量部に対して、表2に示す各種フライアッシュ1〜6を45質量部配合(外割)し、ロッキングミキサーを使用して混合し、実施例1〜4及び比較例1,2のセメントを調製した。
[Preparation of test cement]
45 parts by mass of various fly ash 1-6 shown in Table 2 (external split) is mixed with 100 parts by mass of moderately hot Portland cement shown in Table 1, and mixed using a rocking mixer, Examples 1-4 And the cements of Comparative Examples 1 and 2 were prepared.

調製した各実施例及び各比較例のセメントを供試体とし、JIS R 5201:1997「セメントの物理試験方法」に基づいて、材齢7日及び28日におけるモルタル圧縮強さ試験を行い、各セメントの強度発現性を評価した。各材齢におけるモルタル圧縮強さの測定結果を表5に示す。   Using the prepared cements of Examples and Comparative Examples as specimens, mortar compressive strength tests at ages 7 and 28 days were performed based on JIS R 5201: 1997 “Cement physical test method”. The strength development property of was evaluated. Table 5 shows the measurement results of the mortar compressive strength at each age.

Figure 2011020867
Figure 2011020867

表5に示すとおり、BET比表面積が5.0m/g以下、且つα−石英の格子定数bが0.4935nm以下であるフライアッシュを選定して製造した実施例1〜4のセメントは、良好な強度発現性を有することが確認された。 As shown in Table 5, the cements of Examples 1 to 4 manufactured by selecting fly ash having a BET specific surface area of 5.0 m 2 / g or less and an α-quartz lattice constant b of 0.4935 nm or less, It was confirmed to have good strength development.

Claims (4)

α−石英を含有する1種以上のフライアッシュから、セメント混合材として、BET比表面積が5.0m/g以下であり、且つリートベルト解析法で求められる前記α−石英の格子定数bが0.4935nm以下である、フライアッシュを選定することを特徴とするフライアッシュの選定方法。 From one or more kinds of fly ash containing α-quartz, the BET specific surface area is 5.0 m 2 / g or less as a cement mixture, and the lattice constant b of the α-quartz obtained by the Rietveld analysis method is A method for selecting fly ash, wherein the fly ash is 0.4935 nm or less. 強熱減量が3.00質量%以下である前記フライアッシュを選定することを特徴とする請求項1記載のフライアッシュの選定方法。   The method for selecting fly ash according to claim 1, wherein the fly ash having an ignition loss of 3.00% by mass or less is selected. ポルトランドセメントとフライアッシュとを混合してセメントを製造するセメントの製造方法であって、
α−石英を含有する1種以上のフライアッシュから、BET比表面積が5.0m/g以下であり、且つリートベルト解析法で求められる前記α−石英の格子定数bが0.4935nm以下であるフライアッシュを選定する選定工程と、
前記ポルトランドセメントと前記選定工程で選定した前記フライアッシュとを混合する混合工程と、を有することを特徴とするセメントの製造方法。
A method for producing cement, comprising mixing Portland cement and fly ash to produce cement,
From one or more types of fly ash containing α-quartz, the BET specific surface area is 5.0 m 2 / g or less, and the lattice constant b of the α-quartz obtained by Rietveld analysis is 0.4935 nm or less. A selection process for selecting a fly ash,
And a mixing step of mixing the Portland cement and the fly ash selected in the selection step.
前記混合工程において、
前記ポルトランドセメント100質量部に対し、前記フライアッシュを10〜100質量部混合することを特徴とする請求項3記載のセメントの製造方法。
In the mixing step,
The method for producing cement according to claim 3, wherein 10 to 100 parts by mass of the fly ash is mixed with 100 parts by mass of the Portland cement.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6086465B1 (en) * 2016-09-06 2017-03-01 太平洋セメント株式会社 Cement composition for high temperature environment and concrete for high temperature environment
WO2020174592A1 (en) * 2019-02-26 2020-09-03 太平洋セメント株式会社 Fly ash and cement composition containing same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6086465B1 (en) * 2016-09-06 2017-03-01 太平洋セメント株式会社 Cement composition for high temperature environment and concrete for high temperature environment
WO2018047230A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-15 太平洋セメント株式会社 Cement composition for high-temperature environment and concrete for high-temperature environment
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